云GIS技術(shù)在區(qū)域水利信息化綜合服務(wù)平臺的研究與應(yīng)用

佟保根

摘要：通過分析國家、水利部及省水利信息化基本建設(shè)的有關(guān)規(guī)定及樣本區(qū)域水利信息化建設(shè)的實際情況，將云計算技術(shù)用于建設(shè)GIS應(yīng)用，首次以完善水利水務(wù)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為先導(dǎo)，以統(tǒng)一地圖建設(shè)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)中心建設(shè)為核心，大力推進各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，使信息化對水利水務(wù)工作的整體支撐提高到一個新水平，最終實現(xiàn)以計算機、移動終端等為工具，涵蓋Pc Web端、移動App和微信公眾號的區(qū)域一體化水利綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：云GIS;區(qū)域水利信息化;應(yīng)用

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0258-03

1背景

當(dāng)前，我國水安全呈現(xiàn)出新老問題交織的嚴(yán)峻形勢，水資源短缺、水災(zāi)害頻發(fā)、水生態(tài)損害、水環(huán)境污染等問題凸顯，嚴(yán)重制約社會經(jīng)濟發(fā)展。2014年習(xí)近平總書記關(guān)于保障國家水安全的重要講話中，提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”十六字治水思路。水利發(fā)展“十三五”思路報告提出以建立防汛抗旱防災(zāi)體系、水資源合理配置和高效利用體系、水資源保護與河湖健康體系和有利于水利科學(xué)發(fā)展的制度體系作為水利發(fā)展核心，全面實施節(jié)水型社會、水生態(tài)文明、水安全保障體系建設(shè)。2014年水利部《關(guān)于深化水利改革的指導(dǎo)意見》提出“增強水利保障能力、加快水生態(tài)文明建設(shè);加強實用技術(shù)推廣和高新技術(shù)應(yīng)用，推動信息化與水利現(xiàn)代化深度融合”，“必須依靠科技創(chuàng)新，驅(qū)動水利改革發(fā)展”等改革要求。

近年來，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和新技術(shù)廣泛應(yīng)用，給社會帶來了新的變革。云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)正在深刻影響著社會各行業(yè)發(fā)展。泛在感知、虛擬化資源、知識化處理、智慧化管理等新技術(shù)形態(tài)顯著提升了行業(yè)智能化水平。2015年7月，國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于積極推進”互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》，提出“大力拓展互聯(lián)網(wǎng)與經(jīng)濟社會各領(lǐng)域融合的廣度和深度，著力深化體制機制改革，釋放發(fā)展?jié)摿突盍Α?，“著力?chuàng)新政府服務(wù)模式，夯實網(wǎng)絡(luò)發(fā)展基礎(chǔ)，營造安全網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提升公共服務(wù)水平”。這些發(fā)展戰(zhàn)略和思路的提出，從多角度為水利信息化的未來發(fā)展指明了方向。

當(dāng)前水利信息化存在的如下問題：

1.1信息資源共享能力不足

已建成的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)基本上都是獨立開發(fā)，所采用的系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)體系各不相同，導(dǎo)致各自信息資源共享困難，不僅影響了信息資源的利用，同時會造成信息不一致等問題。另外，由于建設(shè)單個的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)時，缺乏對各個業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)間協(xié)同關(guān)系的考慮，致使已建成的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)基本上不支持業(yè)務(wù)間的協(xié)同，難以發(fā)揮信息化提高業(yè)務(wù)管理效率和水平的作用。

1.2信息采集與工程監(jiān)控能力有待提升

當(dāng)前信息采集方面存在采集密度不夠、采集類型不全、突發(fā)事件信息采集不夠及時等問題。已建的采集系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各種監(jiān)測儀器間缺乏關(guān)聯(lián)，采集信息不準(zhǔn)確、不規(guī)范，導(dǎo)致信息難以交換和共享。另外，還存在監(jiān)測站網(wǎng)覆蓋面不完整、布局不合理等現(xiàn)象。特別是對重點工程、重要水資源的視頻監(jiān)控和視頻監(jiān)視的覆蓋范圍和監(jiān)控內(nèi)容仍難以滿足對水利信息化的深入需求。

1.3業(yè)務(wù)應(yīng)用智能化水平不高

目前，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)主要實現(xiàn)對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計功能，缺乏對信息資源的深度挖掘以及對業(yè)務(wù)的智能決策輔助，導(dǎo)致信息資源開發(fā)利用程度不高、業(yè)務(wù)決策支持能力不足，尚不能完全滿足各類主題會商決策所需的全面信息服務(wù)。

1.4基層水利管理服務(wù)水平低，科技支撐亟待加強

農(nóng)村水利管理專業(yè)技術(shù)力量薄弱，工程管理運行經(jīng)費不足，基層隊伍不穩(wěn)定。防汛、水資源調(diào)度、供水、排水監(jiān)測監(jiān)控設(shè)施不足，自動測報調(diào)度系統(tǒng)不完備，各部門現(xiàn)有的信息系統(tǒng)兼容性較差，信息共享和服務(wù)能力有待加強。

1.5通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需進一步優(yōu)化

隨著應(yīng)用的不斷深入，特別是遠程視頻監(jiān)視系統(tǒng)的實施，現(xiàn)有的帶寬資源將無法滿足實際的需要;現(xiàn)有多個網(wǎng)絡(luò)之間采用的是邏輯隔離，存在巨大的安全隱患，特別是隨著更小比例尺電子地圖的開發(fā)和利用，這個問題將愈來愈嚴(yán)重;網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍還不夠全面，如部分重點水利工程、鄉(xiāng)水利部門還沒有覆蓋到。

網(wǎng)絡(luò)安全問題也需要足夠重視，目前很多單位都沒有專業(yè)防火墻等，缺乏安全保障環(huán)境建設(shè)的考慮。

1.6信息化運行維護和信息化人才培養(yǎng)有待加強

水利水務(wù)信息化規(guī)模越來越大，但缺乏有效的運行管理辦法和專業(yè)的信息化人才，在信息化應(yīng)用培訓(xùn)和信息化人才培養(yǎng)方面投入不夠，造成了有些系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題無法及時處理，難以充分發(fā)揮效益。這一問題將會隨著信息化規(guī)模的擴大而越來越突出。

我國的水利信息化從20世紀(jì)70年代起步，在“十二五”期間得到了飛速發(fā)展，并取得了豐碩的成果?！笆濉逼陂g，我國依托防汛抗旱等十大重點工程建設(shè)，信息化系統(tǒng)應(yīng)用逐步涵蓋了防汛抗旱、水資源、水土保持、水利工程、農(nóng)村水利和水利政務(wù)等水利業(yè)務(wù)門類，系統(tǒng)應(yīng)用范圍不斷向基層水利部門延伸。提升了防汛抗旱整體水平，提高了水資源管理能力，改善了水土保持工作條件，增強了灌區(qū)管理和服務(wù)能力，促進了水利部門辦公方式的轉(zhuǎn)變，拓展了水利服務(wù)社會的手段，有力推進了傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變，取得了重大的社會經(jīng)濟效益。

總的來說，“十二五”期間，國家及省級層面的水利信息化工作取得了飛速發(fā)展，但縣級區(qū)域?qū)用嬲w涉及相對較少。

2主要研究內(nèi)容

2.1總述

2.1.1總體框架

區(qū)域水利信息化將以進一步完善水利水務(wù)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為先導(dǎo)，以統(tǒng)一地圖建設(shè)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)中心建設(shè)為核心，大力推進各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，使信息化對水利水務(wù)工作的整體支撐提高到一個新水平，最終實現(xiàn)水利信息化。區(qū)域水利信息化實施總體框架如圖1所示。

2.1.2總體技術(shù)架構(gòu)

云GIS技術(shù)，是將云計算技術(shù)用于建設(shè)GIS應(yīng)用。云GIS技術(shù)改變了傳統(tǒng)的GIS建設(shè)與應(yīng)用模式，使用戶能更加高效、低成本的使用地理信息資源。云GIS能夠提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、軟件即服務(wù)（saaS）、平臺即服務(wù)（Paas）、數(shù)據(jù)即服務(wù)（DaaS）等形式的空間信息應(yīng)用。

云GIS基于虛擬化的云計算平臺，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各級水務(wù)部門間的物理資源與軟件資源共享。水利應(yīng)用在云計算平臺和一張圖的基礎(chǔ)上，強調(diào)綜合運用統(tǒng)一門戶、移動終端、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實現(xiàn)水利業(yè)務(wù)管理的智能化。采用的總體技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

2.2研究內(nèi)容

1）水利業(yè)務(wù)應(yīng)用深化水利應(yīng)用系統(tǒng)

全面建設(shè)完善防汛抗旱、農(nóng)村水利管理、水利工程建設(shè)與管理、水資源管理、供水決策支持、排水管理，保障防洪抗旱減災(zāi)、水資源高效利用、水資源保護和河湖健康，著重提升水利業(yè)務(wù)分析、處理、評價、決策等能力。

建設(shè)完善水利電子政務(wù)系統(tǒng)，包括綜合辦公、水利規(guī)劃、財務(wù)管理、紀(jì)檢監(jiān)察、人事管理、科技管理、文獻檔案、黨群管理、信訪管理、政策法規(guī)、人才培訓(xùn)、公眾服務(wù)等。增強智能終端方式的政務(wù)服務(wù)能力，建成更加公開化、便捷化的互聯(lián)網(wǎng)水利政務(wù)平臺。

2）統(tǒng)一門戶

水利信息化建設(shè)需構(gòu)建統(tǒng)一門戶系統(tǒng)，包括政務(wù)內(nèi)網(wǎng)門戶、政務(wù)外網(wǎng)門戶和Intemet網(wǎng)門戶。綜合利用現(xiàn)有各種技術(shù)手段實現(xiàn)多業(yè)務(wù)系統(tǒng)基于GIS的面向PC端和移動終端的統(tǒng)一用戶管理和單點登錄平臺，可以根據(jù)個人需求個性定制，使得業(yè)務(wù)人員可以簡單直觀地操作、查詢各應(yīng)用系統(tǒng)的信息;建設(shè)Internet上的公眾服務(wù)門戶，使得公眾可以方便快速地查找到需要的水利相關(guān)信息和辦理相關(guān)水利事項。

3）信息資源整合共享

基于水利云平臺的建設(shè)基礎(chǔ)，有效集成整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，完成橫向和縱向兩個部分的集成整合。橫向集成主要完成區(qū)水利局各業(yè)務(wù)處室以及直屬管理部門的集成整合?？v向集成主要完成區(qū)水利局與省市水利管理部門，以及各轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利局的集成整合。

4）基礎(chǔ)設(shè)施完善

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要是支撐各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)運行的、公共的軟硬件環(huán)境。硬件環(huán)境建設(shè)主要包括計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機機房、計算資源、存儲資源等，軟件環(huán)境建設(shè)主要是應(yīng)用支撐軟件資源。

計算機網(wǎng)絡(luò)主要包括政務(wù)內(nèi)網(wǎng)、政務(wù)外網(wǎng)（水利專網(wǎng)）和In-ternet網(wǎng)建設(shè)。水利信息的采集和水利業(yè)務(wù)的管理在政務(wù)外網(wǎng)中進行，政務(wù)外網(wǎng)依托水利專網(wǎng)建設(shè)，主要建設(shè)完成區(qū)（縣）、鄉(xiāng)二級網(wǎng)絡(luò)及二級網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通，區(qū)（縣）、鄉(xiāng)與其直管的重要水利工程的互聯(lián)互通，滿足區(qū)水利信息化系統(tǒng)信息傳輸?shù)男枰?/p>

5）信息化保障環(huán)境優(yōu)化

建設(shè)水利信息化保障體系，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、體制機制、科技創(chuàng)新、人才隊伍建設(shè)等方面。

遵循國標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系基礎(chǔ)上，根據(jù)信息化建設(shè)需要，完善補充信息采集與工程監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用系統(tǒng)、安全等方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

根據(jù)信息化建設(shè)需要，完善信息采集與工程監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用系統(tǒng)、安全等方面信息化建設(shè)的體制機制，包括相應(yīng)的管理機構(gòu)、職責(zé)、規(guī)章制度、管理流程等。

通過加強云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)在水利業(yè)務(wù)和管理中的技術(shù)引進和創(chuàng)新，實現(xiàn)科技創(chuàng)新、應(yīng)用示范及推廣。

人才隊伍建設(shè)主要包括加強信息化專業(yè)人才隊伍建設(shè)和加大水利信息化部門人員信息化培訓(xùn)。

3總結(jié)

云GIS區(qū)域水利信息化建設(shè)實施堅持“統(tǒng)一設(shè)計，分步實施;遵循標(biāo)準(zhǔn)，強化管理;平臺共用，資源共享;整合提升，先進實用”的基本原則。

1）統(tǒng)一設(shè)計，分步實施。水利信息化是涉及全局的建設(shè)項目，涉及全區(qū)所有水利單位的每一個部門，必須在統(tǒng)一設(shè)計的指導(dǎo)下，分步實施、協(xié)調(diào)推進水利各業(yè)務(wù)部門的水利信息化建設(shè)進程，保證水利信息化建設(shè)的整體陛。

2）遵循標(biāo)準(zhǔn)、強化管理。水利信息化項目的建設(shè)應(yīng)遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并加強項目建設(shè)和系統(tǒng)運行的統(tǒng)一管理。

3）平臺共用，資源共享。充分利用公共信息基礎(chǔ)設(shè)施和已建的水利信息基礎(chǔ)設(shè)施，全面推進統(tǒng)一平臺和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，促進業(yè)務(wù)協(xié)同和信息資源的廣泛共享，全面滿足防汛防旱、水資源管理、水生態(tài)環(huán)境、農(nóng)田水利、工程管理、電子政務(wù)等水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的實際需要。

4）整合提升、先進實用。水利信息化項目建設(shè)必須處理好實用與先進的關(guān)系，在采用實用方案的前提下，盡量選擇先進的技術(shù)，整合資源，提升效用。

4結(jié)束語

云GIS區(qū)域水利信息化綜合服務(wù)平臺充分利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和云GIS等新一代信息技術(shù)，深入挖掘和廣泛運用水務(wù)信息資源，包括信息采集、傳輸、存儲、處理和服務(wù)，全面提升水務(wù)管理效率和效能，對水利對象及水利活動進行透徹感知、全面互聯(lián)、智能應(yīng)用、泛在服務(wù)，最終實現(xiàn)更全面的感知、更主動的服務(wù)、更整合的資源、更科學(xué)的決策、更自動的控制，以及更及時的應(yīng)對，形成一套基于云GIS技術(shù)的區(qū)域性水利信息化綜合管理服務(wù)平臺。